Einfacher Stromkreis: Unterschied zwischen den Versionen
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Um sich die Elektrizität vorzustellen, hat man sich seit jeher Bilder von den elektrischen Vorgängen gemacht. Dabei sind brauchbare aber auch nutzlose Bilder entstanden. Stellt man sich den Strom als Bewegung von Elektronen vor, hat man ein nutzloses und zugleich falsches Bild entwickelt: die Quantenmechanik erlaubt es uns nicht, den Elektronen eine eindeutige Geschwindigkeit zuzuordnen; zudem kann mit diesem Bild der Energietransport von der Batterie zur Glühbirne nicht glaubwürdig erklärt werden. Sobald der Ladungstransport in Festkörpern untersucht wird, benötigt man eine mikroskopische Eklärung. Das Bild, das man sich dann von den [[Elektron|Elektronen]] macht, hat aber nichts mehr mit den roten Erbsen zu tun, wie man sie in elementaren Lehrbüchern findet. |
Um sich die Elektrizität vorzustellen, hat man sich seit jeher Bilder von den elektrischen Vorgängen gemacht. Dabei sind brauchbare aber auch nutzlose Bilder entstanden. Stellt man sich den Strom als Bewegung von Elektronen vor, hat man ein nutzloses und zugleich falsches Bild entwickelt: die Quantenmechanik erlaubt es uns nicht, den Elektronen eine eindeutige Geschwindigkeit zuzuordnen; zudem kann mit diesem Bild der Energietransport von der Batterie zur Glühbirne nicht glaubwürdig erklärt werden. Sobald der Ladungstransport in Festkörpern untersucht wird, benötigt man eine mikroskopische Eklärung. Das Bild, das man sich dann von den [[Elektron|Elektronen]] macht, hat aber nichts mehr mit den roten Erbsen zu tun, wie man sie in elementaren Lehrbüchern findet. |
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Ein viel brauchbareres Bild liefert die hydroelektrische Analogie |
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Die hydroelektrische Analogie hat natürlich auch ihre Grenzen. So kann ein grosser Strom durch ein Stück Eisenbahnschiene fliessen, ohne dass das Metall elektrisch geladen ist. Zudem hängt die [[Stromrichtung|Richtung des elektrischen Stromes]] von einer Konvention ab. Würde man die Ladung des Elektrons positv wählen, flössen augenblicklich alle elektrischen Ströme auf die andere Seite. |
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==elektromagnetisches Feld== |
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Version vom 21. November 2006, 16:54 Uhr
System
Eine Glühbirne sei über zwei Drähte mit einer Batterie verbunden. Die Glühbirne brennt eine bestimmte Zeit, dann ist die Baterie leer und muss entsorgt werden. Man kann wahlweise den Plus- oder den Minuspol der Batterie erden, ohne dass die Glühbirne zu brennen aufhört. Andererseits leuchtet die Birne nicht mehr, sobald man einen der beiden Drähte irgendwo durchtrennt, sobald man den Stromkreis unterbricht.
Bilder
Um sich die Elektrizität vorzustellen, hat man sich seit jeher Bilder von den elektrischen Vorgängen gemacht. Dabei sind brauchbare aber auch nutzlose Bilder entstanden. Stellt man sich den Strom als Bewegung von Elektronen vor, hat man ein nutzloses und zugleich falsches Bild entwickelt: die Quantenmechanik erlaubt es uns nicht, den Elektronen eine eindeutige Geschwindigkeit zuzuordnen; zudem kann mit diesem Bild der Energietransport von der Batterie zur Glühbirne nicht glaubwürdig erklärt werden. Sobald der Ladungstransport in Festkörpern untersucht wird, benötigt man eine mikroskopische Eklärung. Das Bild, das man sich dann von den Elektronen macht, hat aber nichts mehr mit den roten Erbsen zu tun, wie man sie in elementaren Lehrbüchern findet.
Ein viel brauchbareres Bild liefert die hydroelektrische Analogie
| Begriff | Hydrodynamik | Elektrodynamik | Besonderheit |
|---|---|---|---|
| Menge | Volumen | elektrische Ladung | Ladung ist vorzeichenfähig |
| Strom | Volumenstrom | elektrischer Strom | keine bewegte Ladung |
| Potenzial | Druck | elektrisches Potenzial | Bezugspunkt wichtig |
| "Antrieb" | Druckdifferenz | Spannung | Bezugspunkt entfällt |
| Quelle | Pumpen | Spannungsquelle | unterschiedliche Charakteristiken |
| Widerstand | Strömungswiderstand | Widerstand | Laminarströmung |
| Kapazität | Volumenspeicher | Kondensator | Gesamtladung gleich Null |
| Induktivität | Trägheit | Spule | mit Widerstand gekoppelt |
| Energiestrom IW | p IV | φ I | in der Elektrizität von untergeordneter Bedeutung |
| Prozessleistung P | Δp IV | U I | wird von zweitem Prozess aufgenommen |
| Signalgeschwindigkeit | Schallgeschwindigkeit | Lichtgeschwindigkeit | hängt von Kapazität und Indukivität pro Länge ab |
Die hydroelektrische Analogie hat natürlich auch ihre Grenzen. So kann ein grosser Strom durch ein Stück Eisenbahnschiene fliessen, ohne dass das Metall elektrisch geladen ist. Zudem hängt die Richtung des elektrischen Stromes von einer Konvention ab. Würde man die Ladung des Elektrons positv wählen, flössen augenblicklich alle elektrischen Ströme auf die andere Seite.